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Biological Microswimmers for Cargo Delivery Systems: Modelling, Simulations and Experiments

Projektbeschreibung

Die Bewegung winziger Schwimmer zur Präzisionsverabreichung kontrollieren

Biologische Mikroschwimmer wie Bakterien, Protozoen und Mikroalgen haben erstaunliche Mechanismen zum Selbstantrieb, darunter hydrodynamische Interaktionen zwischen ihnen. Diese Interaktionen könnten Einfluss auf wichtige natürliche Prozesse wie den Kohlenstoff- und Sauerstoffkreislauf sowie Phytoplanktonblüten haben. Trotz des großen Potenzials ist es schwierig, diese Mikroschwimmer für praktische Anwendungen wie die gezielte Verabreichung zu kontrollieren. Aktuelle Probleme entstehen durch ihr Verhalten in komplexen Umgebungen, in denen Interaktionen mit zahlreichen Wirkstoffen und externen Feldern stattfinden, sodass Vorhersagen schwierig sind. Unterstützt über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wird im Projekt BIOMICAR an einem computergestützten Ansatz gearbeitet, das Verhalten der Mikroschwimmer in geschlossenen, komplexen Umgebungen nachzubilden. Das BIOMICAR-Team integriert experimentelle Ergebnisse mit Simulationen, um das Wissen und die Manipulation von Mikroschwimmern zu vertiefen und so Verabreichungssysteme in schwierigen Bedingungen weiterzuentwickeln.

Ziel

Bacteria, protozoa and microalgae have evolved mechanisms to self-propel. The interactions between different types of Biological Microswimmers (BM) are relevant in natural processes such as the regulation of carbon and oxygen biogeochemical cycles and the toxin releasing by phytoplankton blooms under certain environmental conditions, but also in development of technological applications due to the emergence of a collective behaviour and a spatio-temporal synchronization. BM have been used as transporters, showing promising results at carrying and releasing a cargo in a specified target. However, there is still a lack of sharp control of the collective movement of BM towards a target, which implies a poor delivery of the cargo at the desired place. This flaw comes from the fact that, in real scenarios, BM swim through complex porous media where interact with passive and active agents, and are subjected to external fields, such as light, concentration of chemicals and global background flow, that highly affect their motion and hinders its predictability. Up to date, the concomitant effects of confinement, external fields and interactions with other BM or active agents, have not been taken into account in current simulations or experiments. The proposed action, therefore, aims to develop a new computational approach that enables simulation of suspensions of interacting BM in complex confined environments, at the same time subjected to external fields, providing a platform to gain fundamental knowledge on the control of the collective behaviour of mixtures of BM under conditions compatible with the conceptual design of efficient cargo delivery systems. The simulation platform will be feedbacked and tested with experiments, in which suspensions containing phototactic (C. reinhardtii) and chemotactic (E. coli) BM will be studied with microfluidics.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 165 312,96
Adresse
AVENIDA DE SENECA 2
28040 MADRID
Spanien

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Region
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

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